Сьогодні ми познайомимо вас з особливостями використання SQL Server 2019 із системою зберігання Unity XT, а також дамо рекомендації щодо віртуалізації SQL Server за допомогою технології VMware, налаштування та управління базовими компонентами інфраструктури Dell EMC.
У 2017 році Dell EMC і VMware опублікували результати опитування про тенденції та еволюцію SQL Server - «Трансформація SQL Server: на шляху до гнучкості та відмовостійкості» (), в якому використовувався досвід спільноти членів професійної асоціації SQL Server (Professional Association of SQL Server, PASS). Результати показують, що середовища баз даних SQL Server зростають як за розміром, так і за складністю, що обумовлено обсягами даних, що збільшуються, і новими бізнес-вимогами. Бази даних SQL Server в даний час розгорнуті в багатьох компаніях, забезпечуючи роботу критично важливих програм, і нерідко є основою цифрової трансформації.
За час, що пройшов з моменту проведення даного опитування, Microsoft випустила наступне покоління СУБД - SQL Server 2019. На додаток до поліпшення основних функцій реляційного двигуна та зберігання даних з'явилися нові послуги та функції. Наприклад, SQL Server 2019 включає підтримку робочих навантажень великих даних з використанням Apache Spark та розподіленої файлової системи Hadoop (Hadoop Distributed File System, HDFS).
Альянс Dell EMC та Microsoft
Dell EMC і Microsoft давно співпрацюють у галузі розробки рішень для SQL Server. Успішне впровадження комплексної платформи бази даних, як-от Microsoft SQL Server, вимагає координації функцій програмного забезпечення з базовою ІТ-інфраструктурою. Ця інфраструктура включає обчислювальні потужності процесора, ресурси пам'яті, сховища та мережеві послуги. Dell EMC пропонує інфраструктуру для платформи SQL Server для будь-якого типу робочого навантаження та додатків.
Лінійка серверів Dell EMC PowerEdge пропонує безліч конфігурацій процесорів та пам'яті. Ці конфігурації підходять для широкого спектру навантажень: від невеликих корпоративних додатків до найбільших критично важливих систем, таких як планування ресурсів підприємства (ERP), сховища даних, розширена аналітика, електронна комерція та ін. Лінійка СГД розрахована на зберігання неструктурованих та структурованих даних.
Клієнти, які розгортають SQL Server 2019 з інфраструктурою Dell EMC, можуть працювати зі структурованими та неструктурованими даними, використовуючи SQL Server та Apache Spark. SQL Server також підтримує поєднання технологій клієнтського доступу, міжсерверних комунікацій та комунікацій «сервер-сховище». Концепція Dell EMC заснована на дезагрегованій моделі, що пропонує відкриту екосистему. Організації можуть вибирати з широкого спектру стандартних галузевих мережних додатків, операційних систем та апаратних платформ. Такий підхід дає максимальний контроль над технологіями та архітектурами, що призводить до відчутної економії засобів та гнучкості.
VMware забезпечує віртуалізацію всіх критично важливих компонентів інфраструктури, які необхідні SQL Server для досягнення високої продуктивності та узгодженості операцій. Крім приватної хмари, для робочих навантажень VMware також зараз пропонує гібридні моделі, що охоплюють приватні та публічні хмарні архітектури.
Багато організацій вдаються до віртуалізації, щоб знизити витрати на інфраструктуру, забезпечити високу доступність та спростити аварійне відновлення. 94% опитаних фахівців із SQL Server повідомляють про той чи інший рівень віртуалізації у своєму середовищі. 70% тих, хто використовує віртуалізацію, обрали VMware. У 60% рівень віртуалізації SQL Server становить 75% і більше. Крім того, результати опитування переконливо свідчать, що висока доступність та аварійне відновлення, реалізовані на рівні віртуалізації, стали важливими факторами при ухваленні рішення про віртуалізацію баз даних SQL Server.
Нові функції SQL Server 2019
Платформа баз даних SQL Server 2019 включає широкий спектр технологій, функцій і сервісів, що підтримують критично важливі програми, такі як аналітика, бази даних підприємств, бізнес-аналітика (BI) і масштабована обробка транзакцій (OLTP). Платформа SQL Server придбала можливості для керування інтеграцією даних, сховищем даних, звітністю та розширеною аналітикою, функціями реплікації та керування напівструктурованими типами даних. Звичайно, не всім клієнтам або програмам потрібні всі ці функції. Крім того, у багатьох випадках переважно розділяти сервіси SQL Server за допомогою віртуалізації.
Сьогодні підприємствам часто доводиться покладатися на великі обсяги даних з широкого спектру наборів даних, що постійно збільшуються. За допомогою SQL Server 2019 ви можете отримати цінну інформацію практично в реальному часі з усіх даних. Кластери SQL Server 2019 забезпечують повномасштабне середовище для роботи з великими наборами даних, у тому числі з використанням машинного навчання та можливостей штучного інтелекту. Основні нові функції та оновлення в SQL Server 2019 перераховані в .
Система зберігання середнього класу Dell EMC Unity XT
Серія СГД Dell EMC Unity з'явилася майже три роки тому, і з того часу було продано понад 40 тисяч систем. Замовники оцінили цей масив середнього класу за його простоту, продуктивність та економічність. Платформи середнього класу Dell EMC Unity XT – це рішення із загальним сховищем, які забезпечують низьку затримку, високу пропускну здатність та низькі витрати на керування для робочих навантажень SQL Server. Всі системи Unity XT використовують архітектуру з двома процесорами (storage processors, SP) для обслуговування вводу-виводу та виконання операцій з даними в режимі active/aсtive. У Unity XT dual SP для забезпечення високої продуктивності та ефективності застосовується повне внутрішнє підключення SAS 000 Гбіт/с та запатентована багатоядерна архітектура. Дискові масиви дозволяють збільшувати ємність зберігання за допомогою додаткових полиць.
У Dell EMC Unity XT, новому поколінні масивів (гібридних та повністю побудованих на флеш-пам'яті), значно зросла продуктивність, підвищена ефективність, додані нові можливості та сервіси для мультихмарних середовищ.
Архітектура Unity XT дозволяє одночасно обробляти дані, скорочувати їх обсяги та підтримувати такі сервіси як реплікація без шкоди для продуктивності програм. У порівнянні з рішенням попереднього покоління продуктивність СГД Dell EMC Unity XT збільшена вдвічі, час відгуку став на 75% меншим. І, звичайно, Dell EMC Unity підтримує стандарт NVMe.
СГД з накопичувачами NVMe демонструють свої найкращі якості у додатках, чутливих до затримок. Наприклад, у таких додатках, як масивні бази даних NVMe, забезпечує малі затримки та високі пікові швидкості передачі даних. Зниження затримок та збільшення паралелізму значно підвищують продуктивність операцій читання/запису. Не випадково, згідно з прогнозом IDC, до 2021 року флеш-масиви з підключенням NVMe і NVMe-oF (NVMe over Fabric) складуть приблизно половину всіх доходів від продажів зовнішніх систем зберігання у світі.
Економічність зберігання покращують алгоритми стиснення даних. Dell EMC Unity XT може скорочувати обсяг даних у п'ять разів. Інший важливий показник – загальна ефективність системи. Dell EMC Unity XT використовує системну ємність на 85%. Стиснення та дедуплікація виконуються в режимі inline – на рівні контролерів. Дані зберігаються у стислому вигляді. Система також автоматизує роботу із знімками даних.
Прості у використанні флеш-масиви Unity з уніфікованим (блоковим та файловим) доступом забезпечують стабільний час відгуку, інтегруються з хмарними сервісами зберігання, підтримують апгрейд без міграції даних. У базовій конфігурації ця універсальна система зберігання встановлюється за 30 хв.
Технологія зберігання даних під назвою «динамічні пули» дозволяє перейти від статичного до динамічного нарощування пам'яті, дає високу операційну гнучкість та простоту збільшення ємності системи. Динамічні пули економлять ємність та бюджет, вимагають менше часу на перебудову. Нарощування ємності та продуктивності Dell EMC Unity не потребує міграції даних.
Багато компаній сьогодні у поєднанні зі своєю локальною інфраструктурою використовують кілька публічних хмарних сервісів. Dell EMC Unity XT може працювати як компонент хмарного середовища Dell Technologies Cloud. Цю СХД можна використовувати у публічній хмарі та переносити дані у приватну хмару. Крім того, СГД Dell EMC Unity XT доступна за моделлю «як сервіс». Це один із сервісів хмарного зберігання Dell EMC Cloud Storage Services.
Хмарні сховища набувають все більшої популярності, оскільки дозволяють підвищити рентабельність інвестицій за рахунок зниження витрат на інфраструктуру. Сервіси хмарного зберігання Cloud Storage Services розширюють центри обробки даних клієнтів до хмари, надаючи сховище Dell EMC (безпосередньо підключене до ресурсів публічної хмари) як сервіс. Сторонні провайдери можуть забезпечити високошвидкісні з'єднання (з малою затримкою) публічної хмари безпосередньо із системами Dell EMC Unity, PowerMax та Isilon у ЦОД клієнта.
До сімейства Unity XT входять системи Unity XT All-Flash, Unity XT Hybrid, UnityVSA та Unity Cloud Edition.
Уніфіковані гібридні та флеш-масиви
Системи зберігання Unity XT Hybrid та Unity XT All-Flash на базі процесорів Intel реалізують інтегровану архітектуру для блокового, файлового доступу та томів VMware VVols з підтримкою протоколів мережевого зберігання (NAS), iSCSI та Fibre Channel (FC). Платформи Unity XT Hybrid та Unity XT All-Flash готові до використання накопичувачів NVMe.
Гібридні системи Unity XT підтримують роботу в мультихмарних середовищах. Підтримка мультихмарних середовищ означає розширення системи зберігання даних у хмару або розгортання у хмарі із гнучкими варіантами використання ресурсів. Мультихмарні сховища покликані забезпечити мобільність, переносимість даних між кількома хмарними платформами – приватними та публічними. Це не лише процеси переміщення даних, а й у організацію доступу додатків до даних у кількох публічних хмарах.
Дані гібридні масиви надають такі можливості:
- Масштабованість до 16 ПБ «сирої» ємності.
- Вбудовані функції скорочення обсягу даних для всіх флеш-пулів.
- Швидка установка та налаштування (в середньому вона займає 25 хвилин).
Технології твердотільних накопичувачів швидко вдосконалюються, й у найближчі роки ринку з'являться нові революційні продукти. Тим часом організації продовжуватимуть замінювати традиційні диски HDD на твердотілі накопичувачі для підвищення продуктивності, простоти управління та енергозбереження. Нові покоління флеш-масивів відрізнятимуть більш досконалі засоби автоматизації зберігання, інтеграції з публічною хмарою та інтегрований захист даних.
Системи Unity XT All-Flash забезпечують високу швидкість, ефективність та підтримку кількох хмар. Їх особливості:
- Подвоєна продуктивність.
- Скорочення обсягу даних до 7:1.
- Швидке встановлення та налаштування (процес займає менше 30 хвилин).
UnityVSA
Система UnityVSA є програмно-визначуваною СХД для віртуальних середовищ VMware ESXi, що використовує серверну, загальну або хмарну ємність зберігання. UnityVSA HA, конфігурація з двома сховищами UnityVSA, забезпечує додаткову стійкість до відмов. Сховище UnityVSA пропонує:
- До 50 ТБ ємності повнофункціонального уніфікованого сховища.
- Сумісність із системами та функціями Unity XT.
- Підтримка систем високої доступності (UnityVSA HA).
- Підключення як NAS та iSCSI.
- Реплікацію даних із інших платформ Unity XT.
Unity Cloud Edition
Для синхронізації файлів та операцій аварійного відновлення з хмарою сімейство Unity XT включає версію Unity Cloud Edition, яка забезпечує:
- Повнофункціональні можливості зберігання з використанням програмно-визначеної СГД (SDS), розгорнутої у хмарі.
- Просте розгортання блокового та файлового сховища за допомогою VMware Cloud в AWS.
- Підтримка аварійного відновлення, включаючи тестування та аналіз даних.
Unity XT All Flash для SQL Server
У звіті Unisphere Research за 2017 рік «Трансформація SQL Server: на шляху до гнучкості та відмовостійкості» () 22% респондентів повідомили, що вони використовують технологію флеш-сховища у продуктивності (16%) або планують це робити (6%). 30% застосовують гібридні масиви, які включають флеш-пам'ять. 13% використовують флеш-масиви із прямим підключенням. 13% роблять резервні копії баз даних SQL Server у флеш-сховищі.
Таке швидке використання флеш-сховищ для використання з SQL Server означає, що масиви Unity XT All-Flash особливо добре підходять для розробників та адміністраторів SQL Server. Системи Unity XT All-Flash надають розробникам та адміністраторам SQL Server можливості та продуктивність, які виходять за межі того, що пропонують типові мережі зберігання даних (SAN).
Системи Unity XT All-Flash, які готові до впровадження NVMe (для ще більш високої високої продуктивності та низької затримки), мають форм-фактор 2U, підтримують двоядерні процесори, два контролери в режимі active/active.
Моделі Unity XT All-Flash
Unity XT
Процесори
Пам'ять (на процесор)
Макс. кількість накопичувачів
Макс. «сира» ємність (ПБ)
380F
1 Intel E5-2603 v4
6c/1.7 ГГц
64
500
2.4
480F
2 Intel Xeon Silver
4108 8c/1.8 ГГц
96
750
4.0
680F
2 Intel Xeon Silver
4116 12c/2.1 ГГц
192
1,000
8.0
880F
2 Intel Xeon Gold 6130
16c/2.1 ГГц
384
1,500
16.0
Подробиці можна знайти в специфікаціях масиву ().
Пули зберігання даних
Багато професіоналів, що працюють з SQL Server, знають, що всі сучасні масиви зберігання надають можливість групувати диски в більші одиниці зберігання з фіксованим рівнем захисту RAID. Окремі групи дисків із захистом RAID – це традиційні пули зберігання. У той час, як гібридні системи Unity XT підтримують тільки традиційні пули, масиви Unity XT All-Flash також пропонують динамічні пули зберігання. У разі динамічних пулів зберігання захист RAID застосовується до екстентів дисків – одиниці зберігання менше повного диска. Динамічні пули забезпечують велику гнучкість в керуванні та розширенні дискових пулів.
Dell EMC надає рекомендації з управління пулами зберігання для досягнення максимальної продуктивності за мінімальної складності. Наприклад, рекомендується мінімізувати кількість пулів зберігання Unity XT, щоб зменшити складність та підвищити гнучкість. Однак налаштування додаткових пулів зберігання може бути доцільним у деяких випадках, у тому числі, коли вам необхідно:
- Підтримувати окремі робочі навантаження з різними профілями вводу/виводу.
- Виділити ресурси задля досягнення певних параметрів продуктивності.
- Виділяти окремі ресурси для багатоорендності.
- Створювати менші домени для захисту від збою
Тома зберігання (LUN)
Як знайти компроміс між управлінням та гнучкістю при виборі кількості томів у масиві? Для максимальної гнучкості в Unity з SQL Server рекомендується створювати томи кожного файлу бази даних. Насправді більшість організацій застосовують багаторівневий підхід, у якому критично важливі бази даних отримують максимальну гнучкість, а файли менш важливих баз даних групують меншій кількості великих томів. Ми рекомендуємо вивчити всі вимоги до баз даних та будь-яких пов'язаних з ними програм, оскільки технології захисту даних та моніторингу залежать від ізоляції та розміщення файлів.
Численними томами нерідко складно керувати, особливо у віртуальних середовищах. Віртуалізовані середовища SQL Server є гарним прикладом того, коли може мати сенс розміщення декількох типів файлів на одному томі. Адміністратор бази даних або адміністратор сховища (або обидва) при визначенні кількості створюваних томів повинні вибрати правильний баланс між гнучкістю та зручністю обслуговування.
Файлове сховище
Сервери NAS розміщують файлові системи в системі зберігання Unity XT. До файлових систем можна отримати доступ за протоколами SMB або NFS, і завдяки багатопротокольної файлової системи можна скористатися обома протоколами одночасно. Для підключення хоста до SMB, NFS та багатопротокольних файлових систем, а також до сховищ даних VMware NFS та віртуальних томів VMware сервери NAS використовують віртуальні інтерфейси. Файлові системи та віртуальні інтерфейси ізольовані в рамках одного сервера NAS, що дозволяє використовувати для багатоорендності кілька серверів NAS. Сервери NAS автоматично перемикаються, якщо процесор сховища виходить з ладу. Пов'язані з ними файлові системи також перемикаються під час збою.
SQL Server 2012 (11.x) та пізніші версії підтримують протокол Server Message Block (SMB) 3.0, що дозволяє спільно використовувати мережний файл для зберігання. Як для автономної інсталяції, так і для стійкого до відмови кластера ви можете встановити системні бази даних (master, model, msdb і tempdb) і користувацькі бази даних Database Engine з опцією зберігання SMB. Використання сховища SMB є найкращим варіантом при використанні груп високої доступності Always On Availability Groups, оскільки для спільного файлового ресурсу потрібен доступ до високодоступного мережного ресурсу.
Створення спільних файлових ресурсів SMB для розгортання SQL Server зі сховищем Unity XT є простим триетапним процесом: потрібно створити сервер NAS, файлову систему та загальний ресурс SMB. Dell EMC Unisphere Storage Management включає утиліту-майстра налаштування, яка допоможе виконати цей процес. Однак при розміщенні робочих навантажень SQL Server на загальних файлових ресурсах SMB не слід забувати про деякі важливі міркування, які не обов'язково стосуються використання спільних файлових ресурсів SMB. Microsoft склала список питань встановлення та забезпечення безпеки разом із відомими нині проблемами; подробиці див. у розділі «Установка SQL Server зі сховищем файлів SMB» у .
Знімки даних
Дані стали найважливішим ресурсом компаній, і сьогодні критично важливі середовища вимагають як резервування. Потрібно, щоб програми завжди були онлайн, забезпечувалися безперебійними операціями та оновленнями. Вони також вимагають високої продуктивності та доступності даних за рахунок таких опцій як локальна реплікація миттєвих знімків та віддалена реплікація.
Масив зберігання Unity XT пропонує можливості створення моментальних знімків для блоків та файлів, причому вони використовують спільні робочі процеси, операції та архітектуру. Методологія знімків Unity забезпечує простий та ефективний спосіб захисту даних. Знімки полегшують відновлення даних – відкат до більш раннього знімка, або ви можете скопіювати вибрані дані з попереднього знімка. У наступній таблиці наведено термін зберігання знімків для систем Unity XT.
Локальне та віддалене зберігання знімків даних
Тип знімка
CLI
UI
REST
вручну
За розкладом
вручну
За розкладом
вручну
За розкладом
Локальний
1 рік
1 рік
5 років
4 тижня
100 років
Без обмежень
віддалений
5 років
255 тижнів
5 років
255 тижнів
5 років
255 тижнів
Знімки не є прямою заміною інших методів захисту даних, таких як резервне копіювання. Вони можуть лише доповнити традиційне резервне копіювання як першу лінію захисту для сценаріїв з малим RTO.
Функція моментальних знімків Dell EMC Unity включає скорочення обсягу даних та розширену дедуплікацію. Знімки також отримують вигоду від економії місця, що досягається на ресурсі зберігання. Коли ви робите знімок ресурсу зберігання за допомогою функцій скорочення обсягу даних, дані в джерелі можуть бути стиснуті або дедупліковані.
Наведемо деякі зауваження щодо відновлення бази даних під час використання знімків з базами даних SQL Server:
- Усі компоненти бази даних SQL Server мають бути захищені як набір даних. Коли файли даних та журналів знаходяться на різних LUN, ці LUN мають бути частиною консистентної групи. Консистентна група гарантує, що моментальний знімок буде зроблено одночасно на всіх LUN у групі. Коли файли даних та журналів знаходяться на кількох спільних файлових ресурсах SMB, загальні ресурси повинні знаходитись в одній файловій системі.
- У разі відновлення бази даних SQL Server з моментального знімка на основі блоків, якщо екземпляр SQL Server повинен залишатися підключеним, використовуйте приєднання до хоста Unisphere. Для відновлення на основі файлів створюється додатковий загальний ресурс SMB з використанням знімка як джерело. Після підключення томів базу даних можна підключити до іншого імені або замінити існуючу базу даних відновленої.
- У разі відновлення з використанням методу відновлення миттєвих знімків Snapshot Restore в Unisphere переведіть інстанс SQL Server в автономний режим. SQL Server не знає про операції відновлення. Переведення інстансу в автономний режим гарантує, що томи не будуть пошкоджені під час операцій запису до бази даних перед відновленням. Як тільки інстанс буде перезапущено, аварійне відновлення SQL Server призведе до бази даних узгоджений стан.
- Дозвольте миттєві знімки для кількох об'єктів зберігання одночасно, а потім, перш ніж увімкнути додаткові знімки, під час моніторингу системи переконайтеся, що вона знаходиться в рекомендованих робочих режимах.
Автоматизація та планування знімків
Моментальні знімки у Unity XT можна автоматизувати. У системі керування сховищем Unisphere доступні такі параметри знімків за замовчуванням: захист за замовчуванням, захист із коротким терміном зберігання та захист із більш тривалим терміном зберігання. Кожен параметр створює щоденні знімки та зберігає їх протягом різних періодів часу.
Можна вибрати один (або обидва) з варіантів планування - кожні x години (від 1 до 24) і щодня/тижня. Щоденне / щотижневе планування миттєвих знімків дозволяє вказати певний час та дні для створення миттєвих знімків. Для кожної вибраної опції потрібно встановити політику зберігання, яка може бути налаштована на автоматичне видалення пулу або тимчасове зберігання.
Додаткова інформація про знімки Unity – у .
Тонкі клони
Тонкий клон — це копія тонкого блокового ресурсу зберігання, наприклад, тома, консистентної групи або сховища даних VMware VMFS, яка спільно використовує блоки з батьківським ресурсом. Тонкі клони – це чудовий спосіб швидкого та компактного представлення копій бази даних SQL Server, чого не можна досягти за допомогою традиційних інструментів SQL Server. Після того, як тонкий клон буде представлений хосту, тому можна перевести в оперативний режим (онлайн), і база даних буде приєднана з використанням методу приєднання БД SQL Server.
Якщо використовується функція оновлення з тонкими клонами, вимкніть (переведіть у автономний режим) всі бази даних, що знаходяться на тонкому клоні. Зробити це потрібно перед операцією поновлення. Якщо не перевести бази даних в автономний режим перед оновленням, це може призвести до помилок невідповідності даних або неправильних результатів даних на SQL Server.
Реплікація даних
Реплікація — це програмна функція, яка синхронізує дані з віддаленою системою на тому самому об'єкті або іншому місці. Параметри реплікації та конфігурації Unity дозволяють вибрати ефективний спосіб задоволення вимог RTO/RPO для баз даних SQL Server, зберігаючи при цьому баланс продуктивності та пропускної спроможності.
У разі використання реплікації Dell EMC Unity для захисту баз даних SQL Server на кількох томах слід обмежити всі дані та томи журналів бази даних однією консистентною групою або файловою системою. Потім реплікація налаштовується в групі або файловій системі і може включати томи або ресурси декількох баз даних. Бази даних, для яких потрібні різні параметри реплікації, повинні знаходитись в окремих LUN, консистентних групах чи файлових системах.
Тонкі клони сумісні як із синхронною, так і з асинхронною реплікацією. Коли тонкий клон реплікується на місце призначення, він стає повною копією тома, консистентної групи або сховища VMFS. Після реплікації тонкий клон є повністю незалежним томом із власними налаштуваннями.
Процес реплікації тонкого клону між вихідною та цільовою системами.
Реплікація бази даних tempdb не потрібна, оскільки файл перебудовується при перезапуску SQL Server, тому метадані не відповідають методу інших інстансів SQL Server. Ретельний вибір томів для реплікації та вмісту цих томів усуває непотрібний трафік реплікації.
Інтегроване керування копіюванням даних Microsoft SQL Server
Більшість сучасних продуктів зберігання (включаючи всі продукти Dell EMC) можуть створювати копії файлів будь-якого типу «узгоджені з операційною системою» шляхом:
- Узгоджений порядок запису операційною системою на всіх рівнях — від хоста до накопичувача.
- Групування томів, щоб кілька файлів на різних томах зберігався порядок записи.
З широким поширенням масштабованих пристроїв зберігання Microsoft розробили API для постачальників СХД. Цей API дозволяє постачальникам сховищ координувати свої дії з програмним забезпеченням баз даних SQL Server для створення «узгоджених з програмою копій» за допомогою служби тіньового копіювання томів (VSS). Ці копії імітують взаємодію SQL Server та операційної системи під час планового та завершення роботи SQL Server. Всі буфери запису очищаються, а транзакції припиняються доти, доки всі диски не будуть оновлені та узгоджені на певний момент часу, який фіксується в журналі SQL.
Програмне забезпечення Dell EMC AppSync, інтегроване зі знімками Unity XT, спрощує та автоматизує процес створення, використання та управління узгодженими з програмою копіями робочих даних. Це програмне забезпечення призначене для використання у сценаріях управління копіюванням для відновлення баз даних та їх повторного використання.
Програмне забезпечення AppSync автоматично виявляє бази даних програми, вивчає структуру бази даних та відображає файлову структуру через рівні апаратного забезпечення або рівня віртуалізації у базове сховище Unity XT. Воно організує всі необхідні дії, від створення та перевірки копії до монтування моментальних знімків на цільовому хості та запуску або відновлення бази даних. AppSync підтримує та спрощує робочі процеси SQL Server, які включають оновлення та відновлення робочої бази даних.
Скорочення обсягу даних та розширена дедуплікація
Сімейство систем зберігання даних Dell EMC Unity пропонує багатофункціональні та прості у використанні послуги скорочення обсягу даних. Економія досягається не лише на налаштованих первинних ресурсах зберігання, але також на знімках та тонких клонах цих ресурсів. Миттєві знімки та тонкі клони успадковують налаштування скорочення обсягу даних вихідного сховища, що збільшує економію ємності.
Функція скорочення обсягу даних включає дії з дедуплікації, стиснення і виявлення нульових блоків, що потенційно збільшує обсяг корисного простору зберігання для об'єктів і внутрішнього використання. Функція скорочення обсягу даних Unity XT замінює функцію стиснення в Unity OE 4.3 та пізніших версіях. Стиснення – це алгоритм скорочення даних, який може зменшити фізичний розподіл ємності, необхідної для збереження набору даних.
Системи Unity XT також надають розширену функцію дедуплікації, яку можна увімкнути, якщо увімкнено зменшення обсягу даних. Розширена дедуплікація зменшує необхідну для даних користувача ємність, зберігаючи лише невелику кількість копій (часто тільки одну копію) блоків даних Unity. Область дедуплікації – це один LUN. Зважайте на це при виборі схеми зберігання. Найменша кількість LUN призводить до кращої дедуплікації, але більша кількість LUN забезпечує підвищену продуктивність.
Економія ємності завдяки розширеній дедуплікації може забезпечити найбільшу віддачу у більшості середовищ, але також потребує використання ресурсів масиву Unity. В OE 5.0 розширена дедуплікація, якщо вона включена, дедуплікує будь-який блок (стислий або стиснутий). Додаткову інформацію див. .
У наступній таблиці наведено конфігурації, що підтримуються, для скорочення даних і розширеної дедуплікації:
Скорочення даних у Unity (усі моделі) та розширена підтримка дедуплікації
Версія Unity OE
Технологія
Підтримуваний тип пулу
Підтримувані моделі
4.3 / 4.4
Скорочення обсягу даних
Пул флеш-пам'яті – традиційний чи динамічний
300, 400, 500, 600, 300F, 400F, 500F, 600F, 350F, 450F, 550F, 650F
4.5
Скорочення обсягу даних
300, 400, 500, 600, 300F, 400F, 500F, 600F, 350F, 450F, 550F, 650F
Скорочення обсягу даних та розширена дедуплікація*
450F, 550F, 650F
5
Скорочення обсягу даних
300, 400, 500, 600, 300F, 400F, 500F, 600F, 350F, 450F, 550F, 650F, 380, 480, 680, 880, 380F, 480F
Скорочення обсягу даних та розширена дедуплікація
450F, 550F, 650F, 380, 480, 680, 880, 380F, 480F, 680F, 880F
* Скорочення обсягу даних за замовчуванням відключено, і його потрібно включити до того, як розширена дедуплікація стане доступною опцією. Після включення скорочення обсягу даних розширена дедуплікація доступна, але за умовчанням вона вимкнена.
Скорочення обсягу даних у Unity та стиснення даних у SQL Server
Випуск SQL Server 2008 Enterprise Edition був першим випуском із власними можливостями стиснення даних. При стисненні на рівні рядків та сторінок SQL Server 2008 використовується знання формату таблиці внутрішньої бази даних SQL Server, щоб зменшити простір, що займає об'єкти бази даних. Зменшення простору дозволяє зберігати більше рядків на сторінці та більше сторінок у пулі буферів. Оскільки дані, не збережені у форматі сторінки даних 8k, наприклад дані поза рядком, такі як NVARCHAR (MAX), не будуть використовувати методи стиснення рядків або сторінок, Microsoft представила функції Transact-SQL COMPRESS та DECOMPRESS.
Ці функції використовують традиційний підхід до стиснення даних (алгоритм GZIP), який необхідно викликати для кожного розділу даних для стиснення або розпакування.
Стиснення Unity XT, яке не відноситься виключно до SQL Server, використовує програмний алгоритм для аналізу та стиснення даних СГД. З моменту випуску Unity OE 4.1 стиснення даних Unity було доступне для томів блокових сховищ та сховищ даних VMFS у пулі з флеш-пам'яттю. Починаючи з Unity OE 4.2, стиснення також доступне для файлових систем та сховищ даних NFS у пулах зберігання на флеш-накопичувачах.
Вибір методу стиснення даних для SQL Server залежить від кількох факторів. До цих факторів відносяться тип вмісту бази даних, доступні ресурси ЦП - як на сховищі, так і на серверах бази даних, а також ресурси введення-виводу, необхідні підтримки SLA. В цілому можна очікувати додаткової економії простору для даних, які стискаються засобами SQL Server, проте дані, стиснуті за допомогою функції стиснення TSQL з використанням алгоритму GZIP, навряд чи отримають суттєве додаткове скорочення обсягу від функцій стиснення Unity XT, оскільки більшість переваг досягається завдяки першому застосованому універсальний алгоритм.
Стиснення Unity забезпечує економію простору, якщо дані на об'єкті зберігання стискаються щонайменше на 25%. Перш ніж увімкнути стиснення об'єкта зберігання, визначте, чи містить він дані, які можна стиснути. Не вмикайте стиск об'єкта зберігання, якщо це не дасть економії ємності.
Приймаючи рішення про те, чи слід використовувати скорочення обсягу даних Unity, стиснення на рівні бази даних SQL Server або й те, й інше, зверніть увагу на наступне:
- Дані, що записуються в Unity, підтверджуються хостом після їх збереження в системному кеші. Однак процес стиснення не запускається, поки кеш не буде очищений.
- Економія при стисканні досягається не тільки для зберігання Unity XT, але і для моментальних знімків і тонких клонів ресурсу.
- У процесі стиснення кілька блоків агрегуються за допомогою алгоритму вибірки, щоб визначити, чи дані стиснення підлягають. Якщо алгоритм вибірки визначає, що можна досягти лише мінімальної економії, то стиск пропускається, і дані записуються в пул.
- Коли дані стискаються перед записом носій, обсяг операцій із нею значно скорочується. Тому стиск допомагає знизити знос флеш-пам'яті за рахунок зменшення фізичного обсягу даних, що записуються на накопичувач.
Додаткові відомості про стиснення рядків та сторінок у SQL Server для таблиць та індексів див. .
Не забувайте, що для будь-якого стиснення потрібні ресурси процесора. При високих вимогах до пропускної здатності стиснення може вплинути на продуктивність. Високі коефіцієнти запису робочих навантажень OLAP можуть знизити переваги стиснення для бази даних SQL Server.
Фахівці Dell EMC вивчили потенційну економію, використовуючи реальні коефіцієнти скорочення даних у масиві Unity. Група зібрала дані щодо віртуальних машин VMware, загального доступу до файлів, баз даних SQL Server, віртуальних машин Microsoft Hyper-V і т.д.
Результати дослідження показали, що скорочення обсягу файлу журналу SQL Server майже в 10 разів менше, ніж файлу даних:
- Об'єм бази даних = 1,49: 1 (32,96%)
- Обсяг логів = 12,9: 1 (92,25%)
База даних SQL Server була забезпечена двома томами. Файли бази даних зберігаються одному томі, а журнали транзакцій — іншому. Використання технології скорочення даних із томами бази даних може забезпечити економію сховища; однак, слід враховувати вплив на продуктивність при прийнятті рішення про те, чи включати дедуплікацію на томах бази даних. Хоча фактичне скорочення обсягу бази даних може змінюватись в залежності від даних, що зберігаються, результати дослідження показали, що простір для зберігання журналів транзакцій SQL Server може .
Найкращі практики скорочення обсягу даних
Перш ніж увімкнути скорочення даних на об'єкті зберігання, розгляньте такі рекомендації:
- Використовуйте моніторинг системи зберігання, щоб переконатися, що вона має доступні ресурси для підтримки скорочення обсягу даних.
- Увімкніть скорочення обсягу даних для декількох об'єктів зберігання одночасно. Перед увімкненням на додаткових об'єктах зберігання слідкуйте за системою, щоб переконатися, що вона знаходиться в рекомендованих робочих режимах.
- У моделях Unity XT x80F скорочення обсягу даних забезпечить економію ємності, якщо дані в блоці зберігання стискаються щонайменше на 1%.
Скорочення обсягу даних на попередніх моделях Unity x80F, що працюють під керуванням OE 5.0, забезпечувало економію, якщо дані стискалися як мінімум на 25%.
- Перед тим, як увімкнути скорочення обсягу даних на об'єкті зберігання, визначте, чи об'єкт містить стисливі дані. Певні типи даних, такі як відео, аудіо, зображення та двійкові дані зазвичай дають невелику вигоду від стиснення. Не вмикайте скорочення обсягу даних на об'єкті зберігання, якщо економії місця не буде.
- Розгляньте варіант вибіркового стиснення тому файлових даних, які зазвичай добре стискаються.
Віртуалізація VMware
VMware vSphere – ефективна та безпечна платформа для віртуалізації та хмарного середовища. Основними компонентами vSphere є VMware vCenter Server та гіпервізор VMware ESXi.
vCenter Server — це уніфікована платформа керування середовищами vSphere. Вона відрізняється простотою розгортання та проактивною оптимізацією ресурсів. ESXi – гіпервізор з відкритим вихідним кодом, який встановлюється безпосередньо на фізичні сервери. ESXi має прямий доступ до основних ресурсів, а невеликий розмір 150 МБ, що мінімізує вимоги до пам'яті. Він забезпечує надійну продуктивність для різних робочих навантажень додатків та підтримує потужні конфігурації віртуальних машин – до 128 віртуальних ЦП, 6 ТБ ОЗУ та 120 пристроїв.
Щоб SQL Server ефективно працював на сучасному обладнанні, операційна система SQL Server (SQLOS) повинна розуміти структуру обладнання. З появою багатоядерних та багатовузлових систем неоднорідного доступу до пам'яті (NUMA) стало особливо важливим розуміння взаємозв'язків між ядрами, логічними та фізичними процесорами.
Процесори
Віртуальний процесор (vCPU) – віртуальний центральний процесор, призначений віртуальній машині. Загальна кількість призначених віртуальних ЦП розраховується як:
Total vCPU = (количество виртуальных сокетов) * (количество виртуальных ядер на сокет)Якщо важлива стабільна продуктивність, VMware рекомендує, щоб загальна кількість віртуальних ЦП, призначених всім віртуальним машинам, не перевищувала загальної кількості фізичних ядер, доступних на хості ESXi, але можна збільшити кількість виділених віртуальних ЦП, якщо моніторинг показує, що доступні ресурси ЦП, що не використовуються.
У системах з увімкненою технологією Intel Hyper-Threading кількість логічних ядер (vCPU) вдвічі перевищує кількість фізичних ядер. У цьому випадку не призначайте загальну кількість віртуальних ЦП.
На робочі навантаження SQL Server нижчого рівня менше впливає мінливість затримки. Таким чином, ці робочі навантаження можуть виконуватися на хостах із великим співвідношенням віртуальних ЦП до фізичних. Розумні рівні завантаження ЦП можуть збільшити загальну пропускну спроможність системи, максимально заощадити ліцензії та підтримувати адекватну продуктивність.
Intel Hyper-Threading зазвичай підвищує загальну пропускну спроможність хоста на 10-30%, що передбачає співвідношення віртуальних ЦП до фізичних процесорів від 1,1 до 1,3. VMware рекомендує включити Hyper-Threading до BIOS UEFI, коли це можливо, щоб ESXi міг використовувати переваги цієї технології. Також VMware рекомендує виконувати ретельне тестування та моніторинг під час використання Hyper-Threading для робочих навантажень SQL Server.
Пам'ять
Майже всі сучасні сервери використовують для зв'язку між основною пам'яттю та процесорами архітектуру з неоднорідним доступом до пам'яті (NUMA). NUMA - це апаратна архітектура для пам'яті, що розділяється, реалізує поділ блоків фізичної пам'яті між фізичними процесорами. Вузол NUMA – це один або кілька сокетів ЦП разом із блоком виділеної пам'яті.
Протягом останнього десятиліття NUMA була обговорюваною темою. Відносна складність NUMA обумовлена, зокрема, реалізаціями різних постачальників. У віртуалізованих середовищах складність NUMA також визначається кількістю параметрів конфігурації та рівнів - від обладнання через гіпервізор до гостьової операційної системи і, нарешті, до SQL Server. Хороше розуміння апаратної архітектури NUMA є обов'язковою вимогою для будь-якого адміністратора бази даних SQL Server, що працює з віртуалізованим інстансом SQL Server.
Для досягнення більшої ефективності на серверах із великою кількістю ядер Microsoft представила SoftNUMA. ПЗ SoftNUMA дозволяє розділяти доступні ресурси ЦП у межах однієї NUMA на кілька вузлів SoftNUMA. Згідно VMware, SoftNUMA сумісна з віртуальною топологією NUMA (vNUMA) VMware і може додатково оптимізувати масштабованість і продуктивність движка БД для більшості робочих навантажень.
При віртуалізації VMware із SQL Server використовуйте:
- Моніторинг віртуальних машин для виявлення нестачі ресурсів пам'яті для SQL Server Database Engine. Ця проблема призводить до збільшення операцій введення-виведення та зниження продуктивності.
- Для запобігання продуктивності запобігайте конфліктам пам'яті між віртуальними машинами, уникаючи надмірного завантаження пам'яті на рівні хоста ESXi.
- Перегляньте можливість перевірки апаратного виділення фізичної пам'яті NUMA, щоб визначити максимальний обсяг пам'яті, який може бути призначений віртуальній машині у фізичних межах NUMA.
- Якщо досягнення адекватної продуктивності є основною метою, розгляньте можливість резервування пам'яті, що дорівнює виділеній пам'яті. Ця установка параметрів гарантує, що віртуальна машина отримує лише фізичну пам'ять.
Віртуалізоване сховище
Налаштування сховища у віртуалізованому середовищі потребує знання інфраструктури СГД. Як і у випадку з NUMA, потрібно розуміти, як працюють різні рівні вводу-виводу - в даному випадку, від додатку до ВМ, до фізичного читання та запису інформації на постійному носії даних.
vSphere надає ряд параметрів для налаштування сховища, які мають корисні програми в реалізації SQL Server з масивом Unity XT. FS VMFS є найбільш широко використовуваним методом зберігання даних у блокових системах зберігання, таких як Unity XT. Масив Unity XT – це нижній рівень, що складається з фізичних накопичувачів, які представлені vSphere як логічні диски (томи). Томи Unity XT відформатовані як томи VMFS гіпервізором ESXi. Адміністратори VMware створюють один або кілька віртуальних дисків (VMDK), які є гостьовою операційною системою. RDM дозволяє віртуальній машині безпосередньо звертатися до блокового сховища (FC або iSCSI) Unity XT без форматування VMFS. Тому VMFS і RDM можуть забезпечувати однакову пропускну здатність транзакцій.
Для сховища на базі NFS ESXi Dell EMC рекомендує використовувати VMware NFS замість файлових систем загального призначення NFS. Віртуальна машина, що працює на SQL Server і використовує VMDK у сховищі даних NFS, не знає про шар NFS, що нижче лежить. Гостьова операційна система розглядає віртуальну машину як фізичний сервер під керуванням Windows Server та SQL Server. Загальні диски для конфігурацій інстансу кластеру відмови від сховища даних NFS не підтримуються.
Віртуальні томи VMware vSphere (VVols) пропонують більш тонке керування на рівні віртуальної машини незалежно від базового представлення фізичної пам'яті (наприклад, томів або файлових систем). Реплікація на основі масиву з VVols підтримується, починаючи з VVol 2.0 (vSphere 6.5). Диск VVol можна використовувати замість диска RDM для надання дискового ресурсу інстансу відмовостійкого кластера SQL, починаючи з vSphere 6.7, з підтримкою постійного резервування SCSI.
Віртуалізовані мережі
Мережа у віртуальному світі слідує тим самим логічним концепціям, що й у фізичному світі, але використовує програмне забезпечення, а не фізичні кабелі та комутатори. Вплив затримки мережі на робочі навантаження SQL Server може відрізнятися. Моніторинг показників продуктивності мережі на існуючому робочому навантаженні або добре реалізованій тестовій системі протягом репрезентативного періоду допомагає у створенні віртуальної мережі.
У разі використання віртуалізації VMware з SQL Server необхідно враховувати наступне:
- Як стандартні, і розподілені віртуальні комутатори забезпечують необхідну для SQL Server функціональність.
- Для логічного поділу трафіку керування, vSphere vMotion та мережевого сховища використовуйте тегування VLAN та групи портів віртуального комутатора.
- VMware рекомендує включати великі кадри на віртуальних комутаторах, де включений трафік vSphere vMotion або трафік iSCSI.
- Загалом дотримуйтесь мережевих рекомендацій для гостьових операційних систем та обладнання.
Висновок
Середовище баз даних SQL Server стає все більш масштабним і складним. У SQL Server 2019 Microsoft покращила основні функції SQL Server і додала нові, такі як підтримка робочих навантажень великих даних за допомогою Apache Spark та HDFS. Dell EMC у співпраці з Microsoft продовжує надавати для середовища SQL Server необхідні компоненти інфраструктури - сервери, сховища та мережі.
Ми спостерігаємо значне збільшення часу безвідмовної роботи та зниження сукупної вартості володіння (TCO), якщо фахівці зі сховищ та баз даних спільно працюють над створенням інфраструктурних рішень для SQL Server на платформах із загальним сховищем. Флеш-масив Dell EMC Unity XT – це рішення середнього класу, що підходить для розробників та адміністраторів SQL Server, яким потрібна висока продуктивність та низька затримка. Система Unity XT All-Flash, призначена для роботи на всіх флеш-накопичувачах, підтримує двопроцесорні ЦП, двоконтролерні конфігурації та багатоядерну оптимізацію.
Все частіше організації віртуалізують свої середовища SQL Server. Хоча віртуалізація додає у стек архітектури ще один рівень проектування, вона забезпечує значні переваги. Сподіваємося, вам будуть корисні деякі з найчастіше використовуваних функцій та засобів VMware у середовищі SQL Server, представлених вище. Ми також рекомендуємо посилання на ресурси для отримання більш детальної інформації.
Корисні посилання
Dell EMC
- (product page)
- (YouTube)
VMware
Microsoft
Джерело: habr.com